電力調度統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的設計

林日明

【摘要】為了有效解決電力系統(tǒng)普遍存在的數(shù)據(jù)一致性差、數(shù)據(jù)源多、信息孤島等現(xiàn)象，本文構建了一種新型電力調度統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺。針對當前電網自動化系統(tǒng)，通過對統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺必要性分析的基礎上，對統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺體系結構中涉及到的硬件、軟件體系結構進行詳細闡述，并針對電力調度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)一體化和調度系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術一一作了研究。

【關鍵詞】電力調度；統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺；調度管理系統(tǒng)

1引言

電網自動化信息建設的高度發(fā)展，使得電力調度中心擁有了眾多應用系統(tǒng)，包括調度計劃系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)（EMS）、電量采集系統(tǒng)、調度辦公系統(tǒng)、調度管理系統(tǒng)（DMIS）、保護信息管理系統(tǒng)等等，以期滿足電力調度中心業(yè)務職能的需求。然而，由于不同電力系統(tǒng)會對電力公用數(shù)據(jù)的重復維護產生不完整和不統(tǒng)一的問題；同時，各個獨立信息的存在也為自動化系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享增加難度；且還為提供面向用戶需求的企業(yè)級集成應用造成一定難度。

2 建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的必要性

致力于建設一項高效的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺對于從根本上解決電力調度自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交互和共享問題。隨著現(xiàn)代化進程的加快，電力調度自動化系統(tǒng)以及應用的信息共享、數(shù)據(jù)共享以及互操作的需求越來越強，電力系統(tǒng)化對于數(shù)據(jù)的交互需求日新月異，數(shù)據(jù)交互的頻繁度也越來越強。

3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺體系結構

按照國家電網電力二次安全 防護體系的規(guī)定，電力調度自動化系統(tǒng)一般由三個安全分區(qū)組成。正反方向隔離連接將三個安全分區(qū)聯(lián)系起來。安全I、II區(qū)與lII區(qū)只能允許單向安全傳輸純數(shù)據(jù)，而嚴格禁止諸如ftp、web、rlogin、telnet等具有高安全風險的網絡服務以及C/S方式的數(shù)據(jù)庫訪問。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H情況，圖3.1所示的是統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的體系結構設計圖。

由圖可知，安全I區(qū)的EMS系統(tǒng)、WAMS系統(tǒng)以及安全II區(qū)TMR系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)等系統(tǒng)結構的數(shù)據(jù)為電力調度數(shù)據(jù)平臺提供了數(shù)據(jù)源。對于來自不同分區(qū)的各類型的數(shù)據(jù)文本以及二進制數(shù)據(jù)，需要進行格式檢查和轉換處理以克服不同格式的差異，還需要修正數(shù)據(jù)包的遲傳、丟包情況，最后在安全II區(qū)的臨時存儲區(qū)存入正確數(shù)據(jù)。

圖3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺體系結構

在安全II區(qū)臨時存儲區(qū)存在的正確數(shù)據(jù)在正方向隔離連接的作用下于安全III區(qū)臨時存儲區(qū)建立鏡像數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的抽取、轉換、清潔等操作，然后將新數(shù)據(jù)導入到數(shù)據(jù)集市。這樣，數(shù)據(jù)經歷了關系數(shù)據(jù)庫、面向數(shù)據(jù)庫或者傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫最后轉換到多維數(shù)據(jù)庫模型。

3.1 硬件體系結構

圖3.2 統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺硬件體系結構

由圖3.2可知，通過在安全II區(qū)分布1臺磁盤陣列和2臺數(shù)據(jù)庫服務器，系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)平臺的臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用以負責I、II區(qū)的數(shù)據(jù)抽取和接口服務。安全I區(qū)部署2臺電網運行通信服務器，用以I區(qū)的縱向和上下級調度機構的數(shù)據(jù)通信以及I區(qū)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。通過在安全III區(qū)分布1臺磁盤陣列和2臺數(shù)據(jù)服務器，作為系統(tǒng)的鏡像庫。在安全III區(qū)，2臺通信服務器用以進行與II區(qū)數(shù)據(jù)平臺和安全III區(qū)應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)抽取及接口、數(shù)據(jù)交換、網絡通信等服務。此外，安全III還能夠配置維護工作站用以進行應用和數(shù)據(jù)的維護、管理、監(jiān)控等服務。

3.2 軟件體系結構

圖3.3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺軟件結構

由圖3.3可知，統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺軟件結構包括操作系統(tǒng)層和應用軟件系統(tǒng)層。其中，操作系統(tǒng)層支持Windows2000以及以上版本的操作系統(tǒng)、IBMAⅨ、Tru64 UNIX、Sun Solaris、Linux、HP UX；應用管理層，也就是統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺軟件系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)展現(xiàn)平臺、數(shù)據(jù)集中存儲平臺、數(shù)據(jù)交換服務平臺、統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務平臺。各個平臺的主要功能有：

（1）數(shù)據(jù)展現(xiàn)平臺。在調度統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的基礎上建立面向終端客戶的數(shù)據(jù)分析、查詢、挖掘以及其他應用的平臺。

（2）數(shù)據(jù)集中存儲平臺。該平臺的主要功能是對平臺的數(shù)據(jù)進行存儲、管理以及將交換中的歷史數(shù)據(jù)進行緩存。存儲類型有兩種：基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)整合以及無規(guī)則的數(shù)據(jù)保存。

（3）數(shù)據(jù)交換服務平臺。采集、輸出、傳輸、格式轉換數(shù)據(jù)等操作，交換不通調度業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)端到端和整合數(shù)據(jù)到存儲中心。

（4）統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務平臺。為上層系統(tǒng)功能提供底層服務和支撐服務功能，保證整個系統(tǒng)在一體化平臺下的穩(wěn)定性、可靠性以及可控性。

4 調度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理

統(tǒng)一數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺能夠匯集和整合不同系統(tǒng)分區(qū)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并且利用整體外以技術在安全III區(qū)建立了數(shù)據(jù)鏡像和功能鏡像組成的系統(tǒng)鏡像。

5 調度系統(tǒng)的一體化

基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的前提下，對電力調度管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一規(guī)劃和建設，以期消除不同專業(yè)不同組織開發(fā)的應用系統(tǒng)產生的信息孤島，減少信息的多重維護和數(shù)據(jù)的不一致性，最終達到系統(tǒng)的一體化。

6 調度系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術

如上所述，統(tǒng)一數(shù)據(jù)能夠在整合了安全I、II各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎上，并利用整體外移技術實現(xiàn)了在安全III建立數(shù)據(jù)鏡像。由此可知，電力調度系統(tǒng)實現(xiàn)包容性集成的技術要點在于對安全III區(qū)的數(shù)據(jù)平臺鏡像數(shù)據(jù)采用了“模型統(tǒng)一、細粒徑數(shù)據(jù)引用、大粒徑數(shù)據(jù)抽取”的方式。

電力調度系統(tǒng)能夠透明訪問數(shù)據(jù)平臺中的細粒徑數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型中被封裝，然后后與主數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一起被整合。

7 總結

目前，對于各級調度中心來說如何更好地在不同電力自動化系統(tǒng)中實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)和信息共享是其面臨一大問題。國家電網調度中心正針對這一問題提出了建立統(tǒng)一調度中心各種自動化系統(tǒng)，包括水調系統(tǒng)、EMS、WAMS電力市場系統(tǒng)、雷電系統(tǒng)、電量計費系統(tǒng)等，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)模型的共享，在發(fā)揮開發(fā)廠家優(yōu)勢的同時提高自動化管理水平。通過建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，不僅使得電網的公用信息安全性、一致性得到保障，同時還能有效降低了不同電力自動化系統(tǒng)之間互聯(lián)的眾多工作需求和復雜性。

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